延長抽油井檢泵周期的技術措施及應用

摘 要：該文對抽油井常見的井眼軌跡復雜、舉升系統管桿偏磨毀損嚴重[1]、井筒結蠟、地層出砂、生產參數不合理等問題，實行“分類分治”、“一井一策”理念，采取綜合防治對策，通過在百口泉油田抽油井上的應用，近3年累計產生綜合經濟效益約2114萬元，達到了“低投入、高回報”的效果。

關鍵詞：抽油井 檢泵周期 延長 綜合防治 經濟效益

中圖分類號：TH38 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（c）-00-02

項目開展初期，為維護油井的正常生產，百口泉油田稀油區抽油井年檢泵工作量約460井次，每年需要支付大額的工序勞務費用和消耗大量的井下材料，如何實現本油田低耗、高效開發，降低井下作業成本是關鍵。該文從影響油井檢泵周期各類主要因素入手，實際操作過程中對單井分別實施有針對性的解決方案[2]，用以延長油井檢泵周期，以達到油田“降本增效”的目的。統計2006-2008年檢泵頻次最高的40口油井207井次檢泵情況，檢泵原因分類如下（見表1）：

1 減緩舉升系統管、桿磨損對策

1.1 井眼軌跡三維視圖的應用

依據井斜角、方位角等靜態測試數據，運用Origin軟件繪制單井三維井眼軌跡視圖（見圖1），分析確定井筒“拐點”位置、“狗腿”井段，為制定扶正防磨優化措施提供直觀、科學依據，對后續工作具有指導意義。

1.2 內襯抗磨耐腐油管的應用

據百口泉油田油井管、桿磨損部位分析，磨損嚴重井段大部分均集中于泵筒以上400 m區間以內；可利用HDPE管材優良的彈性、柔韌性、抗磨性等物理特性、耐H2S、CO2、酸、鹽等化學穩定性和動摩擦因數、絕對粗糙度相對較低等特性[3]，用以改善管、桿磨損、腐蝕狀況。

實施情況如下：⑴鑒于內襯油管較普通油管投資高，考慮只在磨損嚴重井段選擇性配下，使用量大于偏磨井段100 m，內襯油管單井平均入井長度為506 m/口；⑵為減少投資，部分內襯油管選用本油田清洗修復油管來委托承攬方加工生產；⑶將內襯層耐溫能力由80 ℃提高到110 ℃，并制定井下作業施工操作規范，解決了前期試用期間出現的補貼層空鼓、脫落現象；⑷累計應用95口井，用量約50000 m，可評價62口井，平均檢泵周期由213 d增至334 d，延長了121 d。

1.3 井下生產桿（管）柱優化的應用

百口泉油田稀油區油井抽油桿材料選用鋼制D級和H級，組合形式采用Φ19 mm+Φ22 mm二級桿柱組合，為減輕抽油桿縱橫彎曲和失穩變形等因素的影響，采取了相應的措施。

實施情況如下：（1）運用OPRS和PEoffice優化抽油機井系統設計軟件，依據長沖程、低沖次、高泵效的原則，對檢泵井的桿組合比例進行優化，檢泵井優化率100%；（2）部分井桿柱組合由二級改為三級，即Φ32 mm+Φ19 mm+Φ22 mm，減小抽油桿下行阻力的同時使桿柱中和點下移，達到降低桿柱交變應力變化幅度、減輕抽油桿柱失穩彎曲目的；（3）為減輕生產井上沖程過程中，下部油管柱在內壓及軸壓的作用下發生的正弦彎曲或螺旋失穩彎曲，考慮在管柱下部安裝油管錨定器和加深尾管，來改善油管受力狀況，達到減輕管、桿的磨損的目的，同時起到減小沖程損失和提高泵效的作用。

1.4 生產參數的合理調整

這里的生產參數主要是指抽油機的沖程、沖次、抽油泵入井深度、抽油泵排量選擇等，它是地面與井內參數的一個結合體，生產參數不合理主要會對井內結構的穩定性會產生影響。

1.5 油管、抽油桿旋轉裝置的應用

應用抽油桿和油管旋轉裝置，變桿、管單側磨損為周向均勻磨損，減緩桿管間偏磨。實施情況如下：（1）抽油桿旋轉裝置選用HLXZ多功能旋轉式懸繩器，其架體連接在毛辮子繩冒上，抽油機上下沖程過程中，其上抽油桿自動旋轉器將會運動，帶動抽油桿柱做圓周旋轉，旋轉速度為2-3周/d；（2）油管旋轉裝置選用FX-FMJK防偏磨井口，通過順時針旋轉其上蝸桿可使井內管柱順時針旋轉，旋轉速度為當蝸桿旋轉41周時管柱旋轉1周；（3）多功能旋轉式懸繩器應用20口井，防偏磨井口裝置應用1口井。經現場察看，桿、管由單側偏磨轉向周向均勻磨損情況如下（見圖2）。

2 降低井況復雜因素影響對策

2.1 提高油井清防蠟效率措施的應用

百口泉油田的清蠟工藝是以熱洗清蠟為主，化學清防蠟、微生物清防蠟為輔，熱洗清蠟井清蠟制度的制定，主要是依據油井的產液量和含水率制定，然后根據油井的生產和檢泵的具體情況再不斷進行優化調整。清蠟制度的制定方法不太科學，針對性不強[4]。

實施情況如下：（1）通過取樣測試，各主力采油層位含蠟量為4.7～6.0%，析蠟點溫度為13.1～23.0 ℃，結蠟深度為200.0～1300.0 m；（2）統計2009年3月—2010年4月期間314口檢泵井的清防蠟方式，對166口有固定熱洗清蠟周期的油井的清蠟效果進行了分析，根據油井結蠟深度、產液量、含水率等條件調整了其中95口井的清防蠟方式；（3）對現行的化學清防蠟井的產液量、含水率、沉沒度分類，并進行了清防蠟效果跟蹤評價，明確了化學清防蠟工藝比較適用于本區產量在10 d/t的中低含水油井的技術界限；⑷采用機械方式清蠟和開展新工藝防蠟實驗。具體做法如下：一是采用尼龍刮蠟桿進行刮蠟，同時尼龍刮蠟桿還具有自身扶正能力；二是引進應用新技術以降低井筒結蠟對抽油井正常生產的影響，如12口井管柱底部安裝機械解堵采油器，以降低近井地帶油層堵塞影響、8口井抽油泵下部安裝高效防蠟阻垢裝置，以減輕結蠟和結垢產生的影響。

2.2 防砂措施的應用

百口泉油田出砂井主要分布于檢188井區和百21井區克上組油藏，出砂類型一般為細粉砂及泥質細粉砂，出砂時間一般為開發8-9年以后，更新井一般當年開發當年出砂。以檢188井區克上組油井為例，報廢井30口中，因出砂原因導致的有13口，占總報廢井數的43.3%。實施情況如下：（1）選用激光割縫篩管和防砂泵進行機械擋砂；（2）確定合理的生產工作制度，避免生產壓差過大或采油速度過快誘發地層出砂；（3）共選取了6口油井進行防治，治理后生產正常。

3 減少抽油泵故障措施的應用

分析百口泉油田稀油區抽油井使用常規整筒管式泵的出油閥罩斷裂故障情況發現，2008年期間上出油閥罩斷80口井，占全年總檢泵井次的17.7%；2009年期間上出油閥罩斷97口井，占全年總檢泵井次的21.3%。因此2010年針對上述情況作了相關研究和技術改進。實施情況如下：（1）通過對多個斷裂口分析，斷裂原因主要歸納為磨損斷裂、腐蝕斷裂和疲勞斷裂三種情況，約占比例分別為70%、25%，5%；（2）對現用抽油泵進行局部改進，具體做法有如下兩點：一是用閉式閥罩取代上出油開式閥罩，另外設計一個出油接頭連接抽油桿，即由原來的“一開一閉”2個出油閥改進為“2個閉式閥和一個出油接頭”結構，解決了常規抽油泵出油閥罩易斷問題，延長了抽油泵使用壽命；二是對產出液腐蝕嚴重的油井，改用高強度不銹鋼閥罩的抽油泵，增強薄弱環節材料的抗腐蝕能力。

4 綜合應用效果

檢泵周期的延長，直接體現于檢泵工作量減少，間接體現于減少井下材料消耗、延長油井正常生產時率等方面。（1）就檢泵井占生產抽油井總數的比例而言，近3年累計減少檢泵作業約171井次，檢泵工作量年平均降低11%，直接減少檢泵作業費用約537萬元；（2）減少入井材料的訂購、維護費用約1400萬元；（3）減少井下作業占產時間約513天，產生效益約177萬元。近3年累計產生綜合經濟效益約2114萬元。

5 結語

抽油井檢泵周期的長短受到多種因素的影響，這就要求我們在技術措施應用上需遵循綜合防治的原則，同時抓住幾個較為主要的矛盾作為切入點。另從現場情況看，影響抽油井檢泵周期的主要因素會“此消彼長”，因此應加強對施工井的現場監控，準確掌握單井情況，有利于及時采取或調整更為有效的技術措施。

參考文獻

[1] 張安德.抽油機偏磨井桿柱受力及偏磨原因的探討[J].石油鉆探技術，2004，32（6）：38-40.

[2] 萬仁溥，羅英俊，張學斌.采油技術手冊[M]，北京：石油工業出版社，1991.

[3] 王海文.HDPE 內襯油管防治抽油機井桿管偏磨研究[J].石油礦場機械，2008，37（2）：74-77.

[4] 薛世君.油井結蠟機理與清防蠟技術的配套應用[M].內蒙古石油化工，2010，20：106-108.

[5] 胡博仲.對螺桿泵舉升工藝技術配套的探討[J].大慶石油地質與開發，1995，14（2）：34-37.